Инструмент, используемый исследователями и государственными учреждениями, помогает бороться с вредителями и защищать посевы.
Фернанда де Агияр Коэльо*, UFVJM (Федеральный университет Валес-ду-Жекитинхонья и Мукури)
Знаете ли вы, что с помощью науки можно предсказать, может ли вредитель атаковать плантацию еще до того, как он попадет на нее?
Этот прогноз стал возможен благодаря инструменту, известному как моделирование экологической ниши, который все чаще используется исследователями и государственными учреждениями для прогнозирования экологических рисков и планирования борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства.
С развитием глобализации и значительным расширением торговых отношений между странами также усилились изменение климата и биологические инвазии.
Биологическая инвазия — это проникновение и расселение вида в окружающую среду, где он не существовал, вызывая экологический дисбаланс.
В этом смысле понимание того, где тот или иной вид может выжить и распространиться, имеет основополагающее значение как для вредителей, так и для их естественных врагов, таких как насекомые, осуществляющие биологический контроль.
Но ведь что такое экологическая ниша? И как моделирование работает на практике?
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Первая концепция экологической ниши была описана в 1917 году американским биологом Джозефом Гриннеллом и охарактеризована как места, в которых вид может выжить с учетом физиологических и диетических факторов, а также взаимодействия с другими особями.
В настоящее время под этим термином понимают экологическую роль, которую вид занимает в экосистеме, условия, необходимые для его выживания и взаимодействия с другими организмами. Речь идет о температуре, влажности и освещенности. Речь идет об экологической функции вида внутри экосистемы (например, опылителя или редуцента). А также взаимодействие с другими видами (например, конкуренция, хищничество и мутуализм) и то, как эти отношения влияют на их присутствие в окружающей среде.
Эту нишу мы можем разделить на две части:
- Фундаментальная ниша – — это все условия окружающей среды, в которых может жить вид, без учета таких ограничений, как естественные враги или конкуренция;
- Ниша реализована – представляет место фактического обитания вида с учетом экологических, географических и биологических факторов.
Модели экологических ниш, такие как CLIMEX и MaxEnt, используют данные о встречаемости видов (места, где они уже были зарегистрированы) и климатические переменные для оценки потенциального распространения видов. Такие модели используют фундаментальную нишу в качестве теоретической основы, поскольку не учитывают взаимодействие с другими видами.
Таким образом, модели могут предсказать, где существуют идеальные условия окружающей среды для изучаемых видов, но не учитывают такие факторы, как конкуренция, географические барьеры, расселение и естественные враги.
КАК РАБОТАЕТ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Модели, как правило, представляют собой упрощенные представления сложных явлений. В экологии эти инструменты позволяют исследователям вводить реальные данные, такие как полевые записи и переменные окружающей среды, для моделирования потенциального распределения видов в географическом пространстве, в текущем климате или в сценариях будущего изменения климата.
С помощью этих моделей вы сможете:
- Прогнозировать, где вредитель может обосноваться, даже в тех местах, куда он еще не прибыл;
- Оценить влияние изменения климата на распространение видов;
- Определить территории, уязвимые для вторжения экзотических видов, что поможет разработать стратегии предотвращения;
- Планировать биологический контроль, определяя регионы, куда может быть успешно внедрен естественный враг;
- Поддерживать государственную политику, направленную на сохранение биоразнообразия и фитосанитарную безопасность.
Эти инструменты применялись, например, для борьбы с вредителями, поражающими важные сельскохозяйственные и лесные культуры, такие как соевые бобы, кукуруза и эвкалипт.
Кроме того, они могут напрямую помочь общественному благополучию и здоровью, например, предотвратить распространение болезней, передающихся насекомыми, таких как лихорадка денге. Это заболевание является повторяющейся проблемой во многих регионах Бразилии и имеет тенденцию обостряться в самые жаркие месяцы года, когда климат благоприятствует распространению комаров.
ПОЧЕМУ МОДЕЛИРОВАНИЕ НИШИ ВАЖНО
Бразильское сельское и лесное хозяйство постоянно страдает от распространения вредителей и болезней. Многие из этих видов являются экзотическими, то есть изначально не принадлежали к нашей экосистеме и в конечном итоге приживаются без естественных хищников, вызывая экологические, социальные и экономические дисбалансы и потери.
Помимо негативного воздействия на производственный сектор, такие инструменты играют основополагающую роль в сфере общественного здравоохранения, будучи полезными в профилактике и распространении переносчиков болезней посредством поддержки стратегий надзора и контроля.
Однако моделирование экологической ниши выделяется как стратегический инструмент для прогнозирования рисков, определения политики управления и поддержки превентивных действий, непосредственно способствующих защите биоразнообразия, продовольственной безопасности и устойчивости производственных систем.
*Фернанда де Агиар Коэльо имеет степень в области лесного хозяйства (UFRRJ), специалиста по прикладной геообработке (IFNMG), степень магистра в области растениеводства (UFVJM) и аспиранта лесного хозяйства в Федеральном университете Валес-ду-Жекитинхонья и Мукури (UFVJM). В настоящее время он работает над докторской диссертацией во Флоридском университете A&M. Работает в области моделирования экологических ниш лесных вредителей и биологического контроля.
Этот текст переиздан из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинальный текст здесь.
